Идея для бизнеса № 150: способы и технология производства цемента

Основными компонентами входящими в состав сырьевой смеси для получения белого цемента являются известняковые породы (известняк, мел, мергель, мрамор), а также глины н песок. В сырье должно содержаться минимальное количество красящих окислов: железа, марганца, титана, хрома и др. Окиси железа в клинкере для получения белого портландцемента должно быть не больше 0,45%.

Исторические сведения

Несмотря на различия, все эти материалы содержат в своем составе оксиды: диоксид кремния SiO2 (кварц или кремнекислота), оксид алюминия Al2O3 (глинозём), оксид железа Fe2O3 — и вызывают взаимодействие с ними извести; при этом происходит присоединение воды (гидратация) с образованием в первую очередь соединений с кремнезёмом.

Растворосмеситель для подземных бетонных работ

После этого начался вековой период усиленного экспериментирования. При этом основное внимание было обращено на разработку специальных месторождений известняка и глины, на оптимальное соотношение этих компонентов и добавку новых. Только после 1844 года пришли к выводу, что, помимо точного соотношения компонентов сырьевой смеси, прежде всего необходима высокая температура обжига (порядка 1450 °С, 1700 K) для достижения прочного соединения извести с оксидами.

Технология изготовления цемента

Затем на мини-завод транспортируют глину из карьера и обрабатывают ее в вальцевых дробилках до той степени, пока размер кусочков будет достигать от 0 до мм.

Далее измельченную смесь отмачивают в болтушках. Затем он поступает в мельницу, где происходит процесс смешивания и размалывания с известняковой массой.

Эта операция имеет исключительное значение, так как на этом этапе обеспечивается химическая формула состава произведенного шлама. Только после того как шлам пройдет контроль качества, он допускается к последующим этапам.

История цемента

Слово «цемент» происходит от латинского caementum, что переводится как «дробленый, битый камень». Это вещество стало результатом поиска способов справиться с низкой водостойкостью гипсовых и известняковых пород. С этой целью в их состав вводились водостойкие минеральные вещества. В самом начале ими выступали остатки кирпичей из обожженной глины и вулканические породы. Древние римляне применяли отложения пепла знаменитого вулкана Везувия – пуццоланы.

Оптимальная технология производства цемента была выработана много лет спустя, когда потребность в большом количестве недорого и прочного вяжущего не стала наиболее острой. Наибольший вклад в исследования внесли:

  1. Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
  2. Русский строитель Егор Челиев, написавший в 1825 г. книгу о цементе для подводных работ.

Название портландцемент происходит от английского острова Портленд, состоящего из известковых пород. В Англии камни с этого острова считались самым престижным строительным материалом. Аспинду удалось получить искусственный камень, который по прочности и цвету был очень похож на указанный материал.

Но он изготавливался без обжига исходного сырья. Большее соответствие технологии тому, что сегодня является портландцементом, отмечается именно в процессе производства Челиева.

Требования к составу смеси для получения белого цемента

В соответствии с этим были разработаны требования к карбонатному сырью для белого портландцемента. По данным исследований, окислов железа должно быть не более 0,15 — 0,25, а марганца — не более 0,15%. В нашей стране имеются месторождения маложелезистого карбонатного сырья, пригодного для производства белого прочие требования, предъявляемые к карбонатным породам при производстве белого портландцемента, сводятся к следующему. В них не должно быть неравномерно распределенных грубых кварцевых зерен, вредных примесей сернокислых соединений, магнийсодержащих включений и щелочей.

В состав любого цемента входят два компонента: известь и составляют 75 — 80 % состава самого клинкера.

Компоненты сырьевой смеси для получения белого цемента

В качестве глинистого компонента при получении белого портландцемента используются главным образом первичные каолины, а также шликеры, получаемые в результате обогащения каолина. Шликер представляет собой смесь мельчайших кварцевых зерен с частичками слюды и некоторым количеством окислов железа в каолинах не должно превышать 1%. Не рекомендуется применять каолины с включениями крупных зерен песка, так как они осаждаются в болтушках и вызывают неудобства как при транспортировке, так и при подготовке сырьевой смеси заданного химического состава. НИИ Цементов была изучена возможность замены таких каолинов. С этой целью были исследованы огнеупорные глины Латненского и Часов-Ярского месторождений. Химические составы этих глин приводятся в табл. 3. Эти глины были с успехом применены на Щуровском цементном заводе вместо каолинов в их отходов, что свидетельствует о целесообразности такой замены. Для повышения силикатного модуля сырьевой смеси при производстве белого портландцемента используют кварцевые пески с малым содержанием окислов железа.

Для выпуска белого цемента необходимо сырье очень высокого качества. Сырьевые материалы должны иметь невысокое содержание красящих примесей (оксида железа, оксида марганца). А такого сырья, в нашей стране мало.

Читайте также:  Что нужно для покраски стен приобрести?

Наряду с природными сырьевыми материалами для получения белого портландцемента можно применять и искусственные — отходы других производств. Так, в качестве известнякового компонента может быть использован белый шлам, являющийся отходом алюминиевого производства и представляющий собой тонкий порошок белого цвета с коэффициентом отражения не менее 75%.

Из чего делают белый цемент

  • клинкер
  • диатомит
  • минеральные добавки

Белый цемент

  1. Оглавление. Технология белого цемента.
  2. История производства белого цемента
  3. Состав смеси для получения белого цемента
  4. Зависимость белизны белого цемента
  5. Зависимость белизны белого цемента от состава минерализаторов
  6. Добавки улучшающие свойства клинкера
  7. Исследования добавок повышающих белизну белого цемента
  8. Подготовка сырьевой смеси белого портландцемента к обжигу.
  9. Обжиг клинкера белого цемента.

Типы цемента – назначение и особенности

  • Белый цемент. Используется для производства фасованных строительных сухих смесей и возведения декоративных цветных конструкций. Характеризуется ускоренным набором прочности, уникальными декоративными свойствами, повышенной стойкостью к атмосферным факторам и высокой стоимостью по отношению к стандартному портландцементу;
  • Быстротвердеющие цементы. Представляют собой портландцемент со специальными присадками, ускоряющими процесс схватывания и гидратации;
  • Расширяющиеся цементы. Этот тип цемента изготавливают из глиноземистого цемента и гипса. В отличии от всех остальных типов «связующего» дающих усадку при схватывании, расширяющийся цемент в соответствии со своим названием увеличивается в объеме;
  • Водонепроницаемый безусадочный цемент. Применяется для гидроизоляции швов, строительства гидротехнических сооружений, подземных бетонных резервуаров, тоннелей и других конструкций, работающих в условиях повышенной влажности;
  • Гидрофобный цемент. Представляет собой цемент со специальными присадками, увеличивающими период гарантийного хранения и транспортировки в условиях повышенной влажности воздуха. Используют для приготовления морозостойкого и влагонепроницаемого бетона;
  • Глиноземистый цемент. Характеризуется очень быстрым набором прочности – до 50% марочной прочности в течение 24 часов. Процесс гидратации идет при значительном выделении тепла, что является положительным свойством при бетонировании в условиях низких температур;
  • Напрягаемый цемент. Бетон на основе цемента этого типа имеет положительное свойство расширяться при наборе прочности. Кроме того такие бетоны являются лидерами по значению коэффициента водонепроницаемости – до W20, что весьма актуально при возведении резервуаров, бассейнов, монолитных кровель и гидротехнических сооружений без обустройства дополнительной гидроизоляции;
  • Пуццолановый цемент – портландцемент с добавкой мелкодисперсного кремнезема. Характеризуется увеличенным периодом схватывания и низким тепловыделением при гидратации. Применяется для возведения мощных объемных бетонных конструкций;
  • Сульфатостойкий цемент. Характеризуется высокой стойкостью к воздействию агрессивных солей. Применяется для возведения гидротехнических сооружений работающих под воздействием морской воды;
  • Шлакопортландцемент. Изготавливается из измельченного металлургического шлака с добавкой активных веществ: известь, гипс и пр.

Состав

Состав цемента: глина, известняк и гипс. Основные компоненты – первые два. Именно они отвечают за связывание материалов. Гипс служит регулятором скорости твердения. От его количества в смеси зависит то, насколько быстро раствор приобретет необходимые характеристики.

В отличие от других смесей, цементные твердеют при взаимодействии с водой. Потребность в воде состав испытывает не только на стадии замешивания, но и на этапе кристаллизации. Для равномерного отвердения необходимо регулярное увлажнение изделия. Особенно актуален вопрос в жаркую погоду – высокая температура и прямые солнечные лучи для цементной массы, не дошедшей до стадии готовности, губительны.

Смеси могут включать и другие компоненты. Благодаря им составы приобретают свойства, необходимые для решения конкретных задач. Отдельные элементы повышают морозостойкость, пластичность, кислотоупорность цементов.

Производство цемента на заводах

Изготовление цемента мокрым способом традиционно осуществляется отечественными цементными заводами. За рубежом чаще применяют сухую технологию. Ею пользуются цементные заводы в Китае, Турции и Египте. Белый цемент выпускается только одним российским предприятием – ООО «Холсим (Рус) СМ». Большая часто подобного вяжущего поставляется зарубежными компаниями, такими как:

Производство цемента на заводах
  1. AalborgWhite (Дания).
  2. Cimsa/Adana (Турция).
  3. «Холсим» (Словакия).

В общем виде технология производства цемента включает несколько этапов:

Производство цемента на заводах
  1. Смешивание всех компонентов для изготовления клинкера (75% известняка и 25% глины).
  2. Обжиг исходного сырья при высокой температуре. На этом этапе и получают клинкер, который является основой для цемента.
  3. Измельчение клинкера в шаровых мельницах. В результате должно получиться вещество порошкообразной консистенции. Шаровая мельница – это горизонтальные барабаны со стальными шарами внутри.

Особенности маркировки

Для классификации используются два способа маркировки:

  • согласно европейской классификации по ГОСТ 31108-2003 различным видам цемента присваивается маркировка ЦЕМ с цифровым индексом от 1 до 5;
  • по государственному стандарту 10178-85, каждый вид цементного состава имеет буквенный индекс – ПЦ, ШПЦ, БЦ.

Например, портландцемент, изготовленный по европейским нормам, маркируется ЦЕМ 1 или ЦЕМ 2, в зависимости от вида добавок. Аналогичный материал, изготовленный по внутригосударственному стандарту, маркируется ПЦ. Соответственно, обозначение шлакопортландцемента может быть ЦЕМ 3 или ШПЦ. Оба нормативных документа сейчас действуют, что удобно производителям цементной продукции.